Презентація "Меркурій"

-1
Попередній слайд
Наступний слайд


Завантажити презентацію "Меркурій"
Слайд #1
Меркурій  ☿
“ Перша планета від Сонця ”


Слайд #2
Мерку́рій — найближча до Сонця велика планета Сонячної системи. Обертається довкола Сонця за 87,969 земних діб. Меркурій належить до внутрішніх планет, оскільки його орбіта лежить ближче до Сонця, ніж пояс астероїдів. Після позбавлення Плутона статусу планети, Меркурій є найменшою планетою Сонячної системи


Слайд #3
Назва
Планету названо на честь римського бога Меркурія, послідовника грецького Гермеса та вавілонського Набу. Давні греки часів Гесіода назвали Меркурій «Στίλβων» (Стилбон, блискучий). До V століття до н. е. греки вважали, що Меркурій, видимий на вечірньому та вранішньому небі — це два різні об'єкти. У Стародавній Індії Меркурій називали Будда (बुध) та Рогінея. У китайській, японській, в'єтнамській та корейських мовах Меркурій називають Водяною зіркою (水星) (в уявленнях про 5 елементів).


Слайд #4
Особливості руху
Меркурій обертається навколо Сонця доволі витягнутою еліптичною орбітою, площина якої нахилена до площини екліптики під кутом 7°00'15". Відстань від Меркурія до Сонця змінюється від 46,08 млн км до 68,86 млн км. Період обертання навколо Сонця (меркуріанський рік) становить 87,97 земної доби, а середній інтервал між однаковими фазами (синодичний період) — 115,9 земної доби. Відстань до Меркурія від Землі змінюється від 82 до 217 млн км. Максимальний кутовий розмір планети при спостереженні з Землі становить 13", мінімальний — 5". Середня швидкість руху Меркурія орбітою навколо Сонця — 47,89 км/с.
Період обертання Меркурія навколо своєї осі дорівнює 58,646 діб, що становить 2/3 від періоду обертання навколо Сонця. Обертання Меркурія навколо Сонця та його власне обертання призводять до того, що тривалість сонячної доби на планеті дорівнює 3 зоряним меркуріанським добам або 2 меркуріанським рокам і становить близько 175,92 земної доби. Обертання Меркурія є результатом дії припливного тертя і крутного моменту гравітаційних сил з боку Сонця, зумовленого тим, що на Меркурії розподіл мас не є строго концентричним (центр маси зсунуто щодо геометричного центру планети).
Вісь обертання Меркурія нахилена до площини його орбіти не більш ніж на 3°[Джерело?], тому помітних сезонних змін на цій планеті не повинно існувати. Для спостережень із Землі Меркурій — незручний об'єкт. Як внутрішня планета, він не віддаляється від Сонця більш ніж на 28° і видимий лише на фоні вечірньої або ранкової зорі, низько над обрієм, протягом короткого часу. Окрім цього в таку пору фаза планети (тобто кут між напрямками від планети до Сонця і до Землі) близька до 90°, і спостерігач бачить освітленою лише половину її диску.


Слайд #5
Меркурій у стародавній астрономії
Найдавніші відомі записи спостережень Меркурію виявлено в таблицях астрологічної збірки «Мул Апін». Ці спостереження, скоріш за все, було зроблено ассирійськими астрономами близько 14 ст. до н. е.[4] Шумерську клинописну назву, що використовувалась для позначення Меркурію в таблицях «Муль Апін», транскрибують як Udu.Idim.Gu\u4.Ud («планета, що стрибає»)[5]. Вавилонські записи про Меркурій належать до 1-го тисячоліття до нашої ери. Спочатку планету асоціювали з богом Нінуртою[6], але в пізніших записах її називають «Набу», на честь вавилонського бога писців та покровителя наук[7].
Модель руху МеркуріюІбн аш-Шатіра
У Стародавній Греції у часи Гесіода планета була відома під назвами Στίλβων («Стілбон»), що означає мерехтіння, та Ἑρμάων («Гермаон»)[8], що є формою імені бога Гермеса[9]. Пізніше греки почали назвати планету «Апполон», коли вона була видимою на ранковому небі, і «Гермес», коли її було видно ввечері. Близько IV ст. до н. е. грецькі астрономи усвідомили, що насправді ці два об'єкти — одне й те саме небесне тіло. Римляни назвали планету на честь швидконогого бога торгівлі Меркурія, який є наступником грецького Гермеса, через те, що вона пересувається на небі швидше за інші планети[10][11]. Давньогрецький астроном Клавдій Птолемей написав про можливе пересування планети через сонячний диск у своїй праці «Планетарні гіпотези». Він припустив, що таке проходження ніколи раніше не спостерігалось тому, що Меркурій є надто малою планетою, аби це помітити, або тому, що таке пересування відбувається дуже рідко[12].
У Стародавньому Китаї Меркурій мав назву Чень-сін (辰星), «Ранкова зоря». Він асоціювався з напрямком на північ, чорним кольором і елементом води в У-сін[13]. За відомостями хроніки «Ханьшу», синодичний період Меркурія китайські учені вважали рівним 115,91 дням, а за відомостями «Хоу Ханьшу» — 115,88 дням[14]. У сучасній китайській, корейській,японській та в'єтнамській культурах назва планети буквально означає «Водяна зірка» (水星), базуючись на У-сін[15]. В Індійській міфології для Меркурія використовували ім'я бога Будхи (बुधः), сина Соми і покровителя середи[16]. Бог Одін у германській міфології також асоціювався з планетою Меркурій і середою[17]. Майя уявляли Меркурій як сову (або, можливо, як чотири сови, причому дві відповідали ранковому Меркурію, а дві — вечірньому), яка була посланцем замогильного світу[18].
В індійському астрономічному трактаті «Сур'я-сиддханта», написаному в V ст., діаметр Меркурія було оцінено у 4840 км; помилка в порівнянні зі справжнім діаметром (4880 км) менше за 1%. Проте ця оцінка базувалася на неточному припущенні про кутовий діаметр планети, який вважали за 3 кутові хвилини.
Середньовічний андалузький астроном Арзахель описав деферент геоцентричної орбіти Меркурія як овал на кшалт яйця або кедрового горіха. Попри те, здогадка не мала впливу на його астрономічну теорію й обчислення[19][20]. У 12 сторіччі Ібн Баджа спостерігав «дві планети у вигляді чорних плям на поверхні сонця». Пізніше в 13 ст. астрономом марагінської обсерваторії Кутб ад-Дін Аш-Ширазі висловив припущення, що його попередник спостерігав проходження Меркурія та/чи Венери по диску Сонця[21] (більшість таких середньовічних повідомлень про проходження пізніше визначено як спостереження сонячних плям[22]). В Індії астроном кералійської школи Нілаканса Сомаяджи в 15 ст. розробив частково геліоцентричну планетарну модель, в якій Меркурій обертався навколо Сонця, яке в свою чергу оберталось навколо Землі. Ця система була схожа на гео-геліоцентричну системуТихо Браге, розроблену в 16 ст.[23]


Слайд #6
Наземні телескопічні дослідження
Перше телескопічне спостереження Меркурія було зроблене Галілео Галілеєм на початку XVII ст. Хоча він спостерігав фази Венери, його телескоп був недостатньо потужним, щоб спостерігати фази Меркурія. 1631 року П'єр Гассенді здійснив перше телескопічне спостереження проходження планети перед диском Сонця. Момент проходження було обчислено до того Йоганном Кеплером. 1639 року Джованні Зупі за допомогою телескопа відкрив, що орбітальні фази Меркурія подібні фазам Місяця і Венери. Спостереження остаточно довели, що Меркурій обертається навколо Сонця[24].
Покриття однією планетою диска іншої з Землі спостерігається дуже рідко. Венера покриває Меркурій раз на кілька століть і ця подія спостерігалась в історії тільки одного разу — 28 травня 1737 року Джоном Бевісом у Гринвіцькій обсерваторії[25]. Наступне покриття Меркурія Венерою відбудеться 3 грудня 2133 року[26].
Труднощі, притаманні спостереженню Меркурія, зумовили те, що він довгий час залишався найменш вивченою планетою. 1800 року Йоганн Шретер, який вів спостереження поверхні Меркурія, оголосив, що він виявив на ній гори висотою 20 км. Фрідріх Бессель, використовуючи замальовки Шретера, помилково визначив період обертання планети навколо своєї осі за 24 години і нахил осі у 70°[27]. У 1880-х роках Джованні Скіапареллі картографував планету більш точно і припустив, що період обертання становить 88 днів і збігається з сидеричним періодом обертання навколо Сонця через припливні сил[28]. Цей феномен, відомий як синхронне обертання, властивий також Місяцю. Роботу з картографування Меркурія було продовжено Еженом Антоніаді. 1934 року він видав книгу, в якій було подано старі карти і його власні спостереження[29]. Чимало деталей поверхні Меркурія отримали свою назву згідно з картами Антоніаді[30].
У червні 1962 року група науковців Інституту радіотехніки та електроніки Академії наук СРСР під керівництвом Володимира Котельнікова провела першірадіолокаційні спостереження планети та виявила схожість відбивних властивостей Меркурія та Місяця[31][32][33]. Трьома роками пізніше подібні дослідження, здійснені американцями Гордоном Петтергілом та Р. Дьюсом за допомогою радіотелескопа обсерваторії Аресібо в Пуерто-Рико, переконливо довели, що період обертання Меркурію становить близько 59 днів[34][35].
Італійський астроном Джузеппе Коломбо зауважив, що період обертання Меркурію навколо своєї осі становить близько двох третин від його сидеричного періоду обертання, і припустив, що ці періоди утворюють резонанс 3:2, а не 1:1[36]. Дані з «Маринера-10» згодом підтвердили цю точку зору[37]. Це не означає, що карти Скіапареллі та Антоніаді були не невірними. Просто астрономи бачили одні й ті ж деталі планети кожен другий оберт її навколо Сонця, заносили їх у карти й ігнорували спостереження в той час, коли Меркурій був звернений до Сонця іншим боком, оскільки через геометрію орбіти умови для спостереження були несприятливими[27].
Близькість Сонця створює деякі проблеми і для телескопічного вивчення Меркурія. Так, наприклад, телескоп «Габбл» ніколи не використовувався і не буде використаний для спостереження цієї планети. Його будова не дозволяє спостерігати близькі до Сонця об'єкти — спроба зробити це пошкодить апаратуру[38].


Слайд #7
Сучасні дослідження
Меркурій залишається найменш вивченою планетою земної групи. Лише два апарати було спрямовано на її дослідження. Першим був «Марінер-10», що у 1974—1975 роках тричі пролетів повз Меркурій: максимальне зближення становило 320 км. У результаті було отримано кілька тисяч знімків, що охоплюють приблизно 45% поверхні планети. Подальші дослідження з Землі вказали на можливість існування водяного льоду в полярних кратерах
MESSENGER готують до запуску.
Сьогодні НАСА здійснює другу місію до Меркурію під назвою MESSENGER. Апарат було запущено 3 серпня 2004 року, а в січні 2008 року апарат вперше здійснив політ повз свою ціль — Меркурій. Для виходу на орбіту навколо планети у 2011 році апарат зробив ще два гравітаційні маневри повз планету: у жовтні 2006 року та в червні 2007 року, під час яких було зроблено перевірку обладнання.
Європейським космічним агентством (ЄКА) спільно з японським аерокосмічним дослідницьким агентством (JAXA) розробляється місія BepiColombo, що складається з двох космічних апаратів Mercury Planetary Orbiter (MPO) та Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO). Європейський апарат MPO буде досліджувати поверхню Меркурія та його глибини, в той час як японський MMO буде спостерігати за магнітним полем та магнітосферою планети. Запуск BepiColombo планується 2013 року, а 2019 року він досягне орбіти Меркурія, де й розділиться на дві складові.
Розвиток електроніки та інформатики зробив можливим наземне спостереження Меркурія за допомогою приймачів випромінювання ПЗЗ та подальшу комп'ютерну обробку знімків. Одним з перших серію спостережень Меркурія з ПЗЗ-приймачами здійснив у 1995—2002 роках Йохан Варел в обсерваторії на острові Ла Пальма на півметровому сонячному телескопі. Варел обирав кращі знімки, не використовуючи комп'ютерного звіту. Звіти почали застосовувати в Абастуманській астрофізичній обсерваторії до серій фотографій Меркурія, отриманих 3 листопада 2001 року, а також в обсерваторії Скінакас Иракліонського університету до серій 1-2 травня 2002 року; для обробки результатів спостережень застосували метод кореляційної сумісності. Отримане роздільне зображення планети мало схожість з фотомозаїкою Марінера-10, обриси невеликих утворень розмірами 150—200 км повторювались. Так було складено карту Меркурія для довгот 210—350°.
Поверхня Меркурію
На початку 2013 року NASA заявило про складення повної точної карти поверхні планети за допомогою апарату Messenger, який знаходиться на орбіті Меркурія з 2011 року.[39]


Слайд #8
Розміри, форма і маса
За формою Меркурій близький до кулі з екваторіальним радіусом (2440 ± 2) км, що приблизно в 2,6 раза менше, ніж у Землі. Різниця півосей екваторіального еліпсу планети становить десь 1 км; екваторіальне і полярне стискання незначні. Відхилення геометричного центру планети (кулі) від центру мас — у межах 1,5 кілометри. Площа поверхні Меркурія в 6,8 разів, а об'єм — у 17,8 разів менші, ніж Землі.
Маса Меркурія дорівнює 3,31·1023 кг, що приблизно в 18 разів менше за масу Землі. Середня густина близька до земної і становить 5,44 г/см³. Прискорення вільного падіння поблизу поверхні — 3,7 м/с2.


Слайд #9
Температура і рельєф поверхні
Як найближча до Сонця планета, Меркурій одержує від центрального світила значно більшу енергію, ніж, наприклад, Земля (у середньому в 10 разів). Через витягнутість орбіти потік енергії від Сонця змінюється приблизно вдвічі. Велика тривалість дня і ночі призводить до того, що температури (що вимірюються за інфрачервоним випромінюванням відповідно до закону теплового випромінювання Планка) на «денній» і на «нічній» сторонах поверхні Меркурія при середній відстані від Сонця можуть змінюватися приблизно від 600 ДО до 100 ДО[Джерело?]. Але вже на глибині декількох десятків сантиметрів значних коливань температури немає, що є наслідком дуже низької теплопровідності порід.
Поверхню Меркурія вкрито подрібненою речовиною базальтового типу, вона досить темна. Судячи зі спостережень із Землі і фотографій з космічних апаратів, вона в цілому схожа на поверхню Місяця, хоча контраст між темними і світлими ділянками менш помітний. Поряд із кратерами (як правило, менш глибокими, ніж на Місяці) є пагорби та долини.
Згідно з останніми даними наукової місії MESSENGER, на поверхні планети біля Південного Полюсу можливе існування регіонів, вкритих водяним льодом, незважаючи на близькість до Сонця. Це пояснюється постійним перебуванням цих ділянок у тіні[40].


Слайд #10
Атмосфера і фізичні
Над поверхнею Меркурія є сліди дуже розрідженої атмосфери, що містить, крім гелію, також водень, вуглекислий газ, вуглець, кисень і благородні гази (аргон, неон). Близькість Сонця зумовлює суттєвий вплив на Меркурій сонячного вітру. Завдяки цій близькості значним є і припливний вплив Сонця на Меркурій, що має призводити до виникнення над поверхнею планети електричного поля, напруженість якого може бути приблизно вдвічі більшою, ніж у «поля ясної погоди» над поверхнею Землі, і відрізняється від останнього порівняною стабільністю.
На Меркурії є й магнітне поле. Магнітний дипольний момент Меркурія дорівнює 4,9·1022 Гс·см³, що приблизно на чотири порядки менше, ніж у Землі; проте, оскільки напруженість поля обернено пропорційна кубу радіуса планети, то на Меркурії і на Землі вони близькі за величиною[Джерело?].


Слайд #11
Цікаві факти
Меркурій — найшвидша планета в Сонячній Системі, вона рухається орбітою навколо Сонця з середньою швидкістю 47,87 км/с, що майже вдвічі більше швидкості Землі. Така швидкість і той факт, що Меркурій розміщений ближче до Сонця, ніж Земля, приводять до того, що один рік на Меркурії (час його повного оберту навколо Сонця) становить усього 87,99 днів.
Меркурій — вельми складний об'єкт для спостереження у високих широтах Землі через те, що він завжди спостерігається при сході або заході Сонця, і досить низько над горизонтом (особливо в північних широтах). Період його найкращої видимості (елонгація) настає декілька разів на рік і триває близько 10 днів. Проте навіть у ці періоди побачити Меркурій неозброєним оком непросто (неяскрава зірка на досить світлому фоні неба). Існує історія про те, що Миколай Коперник, спостерігаючи астрономічні об'єкти в умовах північних широт та туманного клімату Прибалтики, жалкував, що за все життя так і не побачив Меркурія. У низьких широтах Меркурій спостерігається краще.
На Меркурії не існує пір року в тому сенсі, що ми розуміємо під цим поняттям на Землі. Це відбувається через те, що вісь обертання планети лежить майже під прямим кутом до площини орбіти. Як наслідок, поряд з полюсами є ділянки, до яких сонячні промені не доходять ніколи. Дослідження, здійснене радіотелескопом Аресібо, дозволяє припустити, що в цих холодних та темних зонах є льодовики. Льодовиковий шар може досягати 2 м і вкритий шаром пилу.
Ця стаття застаріла. Будь ласка, допоможіть, додавши до неї інформацію, що була недоступна раніше. (липень 2012)З усіх планет, видимих неозброєним оком, лише Меркурій не має власного штучного супутника. Вихід АМС MESSENGER на орбіту Меркурія заплановано на 2011 рік.
Телескоп Габл ніколи на використовувався та не буде використаний для спостереження Меркурія. Конструкція телескопа не передбачає спостереження об'єктів, близьких до Сонця, при спробі зробити це апаратура буде зіпсована.